Europos astronomų komanda [1] atrado lengviausiai žinomą planetą, skriejančią aplink žvaigždę, išskyrus saulę („egzoplanetą“).
Naujoji egzoplaneta skrieja aplink šviesiąją žvaigždę „Mu Arae“, esančią pietiniame Altoriaus žvaigždyne. Tai yra antroji planeta, rasta aplink šią žvaigždę ir užbaigia visą revoliuciją per 9,5 dienos.
Turėdama tik 14 kartų didesnę nei Žemės masę, naujoji planeta guli prie didžiausių įmanomų uolėtų planetų slenksčio, todėl tai yra galimas į Žemę panašus objektas. Uranas, mažiausias iš Saulės sistemos milžiniškų planetų, turi panašią masę. Tačiau Uranas ir naujoji egzoplaneta labai skiriasi savo atstumu nuo pagrindinės žvaigždės, kad tikėtina, kad jų formavimas ir struktūra bus labai skirtingi.
Šis atradimas buvo padarytas dėl precedento neturinčio HARPS spektrografo tikslumo ESO 3,6 m teleskopu La Silla, kuris leidžia išmatuoti radialinius greičius didesniu nei 1 m / s tikslumu. Tai dar vienas aiškus Europos lyderystės egzoplanetų tyrimų srityje įrodymas.
Unikali planetų medžioklės mašina
Nuo 1995 m. Pirmą kartą aptikus planetos aplink žvaigždę 51 žvaigždę, kurią atliko Michel Mayor ir Didier Queloz iš Ženevos observatorijos (Šveicarija), astronomai sužinojo, kad mūsų Saulės sistema nėra unikali, nes aptikta daugiau nei 120 milžiniškų planetų, besisukančių aplink kitas žvaigždes. dažniausiai radialinio greičio tyrimais (plg. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 ir ESO PR 03/03).
Šis pamatinis stebėjimo metodas pagrįstas centrinės žvaigždės greičio pokyčių nustatymu dėl pasikeitusios gravitacijos traukos iš (nematytos) egzoplanetos krypties, kai ji skrieja aplink žvaigždę. Išmatuotų greičio variacijų įvertinimas leidžia nustatyti planetos orbitą, ypač periodą ir atstumą nuo žvaigždės, taip pat mažiausią masę [2].
Tęsiant egzoplanetų paieškas, reikia geresnių ir geresnių prietaisų. Šiame kontekste ESO neabejotinai užėmė lyderystę naudodamas naująjį HARPS spektrografą (didelio tikslumo radialinio greičio planetos ieškotoją) 3,6 m teleskopu ESO „La Silla“ observatorijoje (žr. ESO PR 06/03). Šis unikalus prietaisas, pasiūlytas 2003 m. Spalio mėn. ESO valstybių narių mokslo bendruomenei, yra optimizuotas aptikti planetas orbitoje aplink kitas žvaigždes („egzoplanetas“) tiksliais (radialiniais) greičio matavimais, nepakartojamu 1 metro per sekundę tikslumu. .
HARPS sukūrė Europos konsorciumas [3] bendradarbiaudamas su ESO. Jau nuo pat veiklos pradžios jis parodė labai aukštą efektyvumą. Palyginti su CORALIE, kitu gerai žinomu planetų medžioklės optimizuotu spektrografu, įmontuotu Šveicarijos ir Eulerio 1,2 m teleskopu La Siloje (plg. ESO PR 18/98, 12/99, 13/00), tipinis stebėjimo laikas sutrumpėjo. koeficientu šimtas, o matavimų tikslumas padidintas dešimteriopai.
Šie patobulinimai atvėrė naujas perspektyvas ieškant papildomų saulės planetų ir nustatė naujus instrumentinio tikslumo standartus.
Planetų sistema aplink Ara Ara
Žvaigždė „mu Arae“ yra maždaug už 50 šviesmečių. Ši į saulę panaši žvaigždė yra pietiniame Ara žvaigždyne (altoriuje) ir yra pakankamai ryški (5-asis didumas), kad ją būtų galima pastebėti be akies.
Jau buvo žinoma, kad Mu Arae turi Jupiterio dydžio planetą, kurios orbitos periodas yra 650 dienų. Ankstesni stebėjimai taip pat užsiminė apie kito kompaniono (planetos ar žvaigždės) buvimą daug toliau.
Nauji šio objekto astronomų gauti matavimai kartu su kitų komandų duomenimis patvirtina šį vaizdą. Tačiau, kaip teigia komandos narys Franšis Bouchas: „Naujieji HARPS matavimai ne tik patvirtino tai, ką anksčiau tikėjome žinantys apie šią žvaigždę, bet ir parodė, kad yra papildoma planeta, esanti trumpoje orbitoje. Ir atrodo, kad ši naujoji planeta yra mažiausia, bet aptinkama aplink žvaigždę, išskyrus saulę. Tai daro „mu Arae“ labai jaudinančia planetų sistema. “
Per 8 naktis 2004 m. Birželio mėn. Buvo pakartotinai stebimas mu Arae ir jos radialinis greitis matuojamas HARPS, siekiant gauti informacijos apie žvaigždės vidų. Ši vadinamoji astero-seismologijos technika (žr. ESO PR 15/01) tiria mažas akustines bangas, dėl kurių žvaigždės paviršius periodiškai pulsuoja į vidų ir į išorę. Žinodami vidinę žvaigždės struktūrą, astronomai siekė suprasti neįprasto sunkiųjų elementų, stebėtų žvaigždės atmosferoje, kilmę. Ši neįprasta cheminė sudėtis galėtų suteikti unikalios informacijos planetos formavimosi istorijai.
Nuno Santosas, kitas komandos narys, sako: „Mūsų nuostabai, atlikus naujų matavimų analizę, radijo spinduliuotės greičio kitimas buvo 9,5 dienos ir virš akustinio virpesio signalo!“
Šis atradimas tapo įmanomas dėl daugybės matavimų, atliktų astero-seimologijos kampanijos metu.
Nuo šios datos žvaigždė, kuri taip pat buvo HARPS konsorciumo tyrimo programos dalis, buvo reguliariai stebima, naudojant kruopštų stebėjimo strategiją, siekiant sumažinti žvaigždės „seisminį triukšmą“.
Šie nauji duomenys patvirtino ir aštuonių birželio naktį rastų radialinio greičio variacijų amplitudę, ir periodiškumą. Astronomams buvo paliktas tik vienas įtikinamas šio periodinio signalo paaiškinimas: antroji planeta skrieja aplink Ara Arae ir įvykdo visišką revoliuciją per 9,5 dienos.
Bet tai nebuvo vienintelė staigmena: iš radialinio greičio amplitudės, tai yra voblerio, kurį sukelia planetos gravitacinis traukimas ant žvaigždės, dydžio, astronomai apskaičiavo planetos masę, kuri tik 14 kartų didesnė už Žemės masę. ! Tai yra apie Urano, mažiausio iš Saulės sistemos milžiniškų planetų, masę.
Todėl naujai surasta egzoplaneta užima naują rekordą mažiausioje planetoje, aptiktoje aplink Saulės tipo žvaigždę.
Ties riba
Šios planetos masė padėtų ją ties riba tarp labai didelių į žemę panašių (uolėtų) planetų ir milžiniškų planetų.
Kadangi dabartiniai planetų formavimosi modeliai dar toli gražu nesugeba atspindėti visų stebėtinų įvairovių, pastebėtų tarp atrastų ekstrasoliarių planetų, astronomai gali tik spėlioti apie tikrąją dabartinio objekto prigimtį. Dabartinėje milžiniško planetų formavimo paradigmoje branduolys pirmiausia formuojamas per kietų „plokštumos modelių“. Kai ši šerdis pasiekia kritinę masę, dujos kaupiasi „bėgančia tvarka“ ir planetos masė greitai didėja. Šiuo atveju vargu ar bus įvykdyta ši vėlesnė fazė, nes kitaip planeta būtų tapusi daug masyvesnė. Be to, naujausi modeliai parodė, kad migracija sutrumpina formavimo laiką, mažai tikėtina, kad dabartinis objektas migravo dideliais atstumais ir išliko tokios mažos masės.
Todėl greičiausiai šis objektas yra planeta su uolėta (ne ledine) šerdimi, apgaubta mažu (maždaug dešimtosios visos masės) dujiniu apvalkalu, todėl ji gali būti laikoma „superžeme“.
Tolesnės perspektyvos
HARPS konsorciumui, kuriam vadovauja Michel Mayor (Ženevos observatorija, Šveicarija), buvo suteikta 100 stebėjimo naktų per metus per 5 metus ESO 3,6 m teleskopu, kad būtų galima atlikti vieną ambicingiausių iki šiol įgyvendintų sisteminių egzoplanetų paieškų. visame pasaulyje. Siekdamas šio tikslo, konsorciumas pakartotinai matuoja šimtų žvaigždžių, galinčių turėti planetų sistemas, greitį.
Šios naujos šviesos planetos aptikimas po mažiau nei vienerių metų eksploatavimo rodo puikų HARPS potencialą aptikti uolėtas planetas trumpomis orbitomis. Tolesnė analizė rodo, kad su HARPS pasiekti rezultatai leidžia aptikti dideles „tellūrines“ planetas, kurių Žemės masė tik kelis kartus didesnė. Tokia galimybė yra didelis patobulinimas, palyginti su ankstesniais planetos tyrimais. Tokių uolų objektų aptikimas sustiprina susidomėjimą būsimais tranzito aptikimais iš kosmoso, vykdant misijas, tokias kaip COROT, Eddington ir KEPLER, kurios sugebės išmatuoti jų spindulį.
Daugiau informacijos
Šiame pranešime spaudai aprašytas tyrimas buvo pateiktas paskelbti pirmaujančiam astrofizikos žurnalui „Astronomy and Astrophysics“. Parengiamąjį spausdinimą galima rasti kaip pašto indekso failą šiuo adresu: http://www.oal.ul.pt/~nuno/.
Pastabos
[1]: Komandą sudaro Nuno Santos („Centro de Astronomia e Astrofisica da Universidade de Lisboa“, Portugalija), Franois Bouchy ir Jean-Pierre Sivan (Marselio laboratorija, Marselis, Prancūzija), Mišelio meras, Francesco Pepe , Didier Queloz, Šv. Udrio ir Christophe'o Loviso („Universiteto observatorija“, Šveicarija), Sylvie Vauclair, Michaelas Bazotas (Tulūza, Prancūzija), Gaspare Lo Curto ir Dominique Naef (ESO), Xavier Delfosse'as. (LAOG, Grenoblis, Prancūzija), Willy Benz ir Christoph Mordasini (Fizikos institutas, Bernas, Šveicarija) ir Jean-Louis Bertaux (tarnyba Veronikos re-Buisson tarnyba, Paryžius, Prancūzija). .
[2] Pagrindinis radialinio greičio metodo apribojimas yra nežinomas planetos orbitos pokrypis, kuris leidžia nustatyti tik mažesnę planetos masės ribą. Tačiau statistiniai duomenys rodo, kad daugeliu atvejų tikroji masė nebus daug didesnė už šią vertę. Šiame tekste naudojamos egzoplanetų masės vienetai yra 1 Jupiterio masė = 22 Urano masės = 318 žemės masės; 1 Urano masė = 14,5 žemės masės.
[3] HARPS sukūrė ir pastatė tarptautinis mokslinių tyrimų institutų konsorciumas, vadovaujamas Observatoire de Genve (Šveicarija), įskaitant Haute-Provence observatoriją (Prancūzija), Physikalisches Institut der Universitten Bern (Šveicarija), tarnyba d'Aeronomie (CNRS, Prancūzija), taip pat ESO La Silla ir ESO Garching.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
